近几年半导薄膜技术飞速发展

新有机分子塑造有机薄膜半导体
 
    根据相关资料释义,薄膜材料是指厚度介于单原子到几毫米间的薄金属或有机物层。薄膜技术主要应用于电子半导体功能器件和光学镀膜。
 
    2010年3月16日,德国研究人员宣布他们研制出一种新的有机分子,可以用来制造高性能有机薄膜半导体。据德国维尔茨堡大学的研究人员介绍,他们和德国巴斯夫公司的研究人员合作,成功合成了一种新的有机分子。由美国斯坦福大学进行的测试证明,这种有机分子具有很强的半导体性能和耐氧化特点,适宜在真空条件下制作电子电路。
 
    德国专家指出,新材料最引人注目之处是它暴露在空气中20个月后仍能正常工作,而普通的有机半导体材料通常在较短时间内就会因氧化受损而影响使用。有机薄膜半导体将来有望在计算机等信息产业得到广泛应用,如制作可变形弯曲的“柔性显示器”。    
   
日本研制出有机半导体单晶薄膜
  
    2011年7月14日,日本开发出一种制作有机半导体单晶薄膜的新技术。该种新技术由日本产业技术综合研究所等机构的科研人员联合开发,能使平板显示器等大面积电子设备所需的薄膜场效应晶体管(TFT)的性能比用传统方法制成的产品高百倍以上。
 
  在本项研究中,研究人员使用一种含有有机半导体C8-BTBT的墨水和一种促进有机半导体结晶化的墨水,先后进行喷涂,解决了半导体涂层不均匀的问题。用新技术制成的有机半导体单晶薄膜不仅半导体涂层非常均匀,厚度也仅有30纳米。
  
无缺陷半导体纳米晶体薄膜
 
  2012年,美国麻省理工学院的研究人员利用电子束光刻技术和剥离过程开发出无缺陷半导体纳米晶体薄膜。此次制成的无缺陷薄膜的导电率约为传统方法制成的有裂缝薄膜的180倍。
  
  科学家称,这一制造方法还能应用于硅表面,制成30纳米宽的薄膜。其诀窍在于使薄膜结构变得均匀,紧贴在二氧化硅基座上。这能通过在纳米晶体层沉积于硅表面之前,将稀薄的聚合物层覆盖在表面上实现。据推测,纳米晶体表面上细小的有机分子亦能帮助它们与聚合物层相结合。
 
    研究人员表示,这种纳米晶体薄膜可以得到多种应用。因为它们不仅能发光,也能吸收多种颜色的光。这有助于形成高分辨率显示器屏幕上的发光像素,或是制成新类型的高效、广谱太阳能电池。同时,这种材料还可被用于开发针对少量特定生物分子的高敏度探测器,例如作为毒素筛选系统或是医药检测设备等。另外,这种技术的成功也开启了有关电子在纳米晶体薄膜内如何移动的新研究。
 
高质量原子量级半导体薄膜
   
    美国北卡州立大学研究人员5月22日表示,他们开发出制造高质量原子量级半导体薄膜(薄膜厚度仅为单原子直径)的新技术,该技术能将现有半导体技术的规模缩小到原子量级,包括激光器、发光二极管和计算机芯片等。
 
    价格低廉的半导体材料——硫化钼是此次研究的材料,该材料能以单原子分层生长形成单层薄膜,同时薄膜不会失去原有的材料特性。在新技术中,研究人员将硫粉和氯化钼粉放置于炉内,并将温度逐步升高到850摄氏度,此时两种粉末出现蒸发(汽化)并发生化学反应形成硫化钼。继续保持高温,硫化钼能沉积到基片上,形成薄薄的硫化钼膜。
 
    据研究人员介绍,该技术成功的关键在于寻找到了新的硫化钼生长机理,即自限制生长,通过控制高温炉中分压和蒸汽压来精确地控制硫化钼层的厚度。研究人员目前在试图寻找其他的方式,以制造类似的但每个原子层由不同材料组成的薄膜。同时,他们也在利用新技术制作场效应晶体管和发光二极管。
 
    随着科技的发展,薄膜的应用越来越广泛,但也有业内人士提出,再过8年,半导体薄膜发展或将达到饱和,之后薄膜光伏或是未来发展趋势,也是清洁能源的一大亮点。但无论如何,新技术的发展和突破,都在不断改写着人类社会发展和建设的历史。

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